Формирование вычислительных моделей и анализ электромеханических систем с линейными асинхронными двигателями на основе детализированных структурных схем

• Автор: Исаков, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛАД
1.1. Обзор работ по существующим моделям и методам анализа электромагнитных процессов в ЛАД
1.2.Постановка задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛАД В ПРОСТРАНСТВЕ СОСТОЯНИЙ
2.1 .Расчетная модель машины
2.2.Общая структура модели
2.3.Мод ели звеньев общей структуры
2.3.1. Модель электрической части индуктора
2.3.2. Модель магнитной системы машины
2.3.3. Модель электрической части вторичного элемента
2.3.4. Модель электромагнитного тягового усилия
2.3.5. Модель механической части машиттьт
2.4.Особенности численных расчетов
Выводы
3. ФОРМИРОВАНИЕ КАНАЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ
3.1 .структурные схемы измерительных устройств
3.2.метод расчета статических характеристик электрических машин
на основе динамических моделей
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАД
4.1 .общие сведения
4.2.анализ динамических свойств ЛАД в разомкнутых системах
управления
4.3.анализ динамических свойств ЛАД в замкнутых системах
автоматического управления
5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТОК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.

В современных электроприводах всё более широкое применение находят линейные асинхронные двигатели (ЛАД), однако анализ электромагнитных процессов в них в силу ряда особенностей обусловленных разомкнутостью магнитопровода, эффектами входа-выхода и т.д. чрезвычайно сложен.
Мощным и универсальным инструментом исследования электромеханических устройств являются методы математического моделирования, позволяющие вместо оригинала рассматривать его математическую модель. Ввиду сложности и громоздкости последней всё большее распространение получают численные методы расчёта, лёгкость использования которых в математическом обеспечении ЦВМ и современное развитие вычислительной техники позволяют создавать модели, наиболее полно отражающие физические процессы в ЛАД и особенности их конструкции. Вводимые при построении модели допущения отвечают достижению компромисса, между приемлемой сложностью расчётов и требуемой точностью получаемых результатов.
К настоящему времени известно большое разнообразие численных математических моделей ЛАД, однако они плохо пригодны для исследования динамики машины с учётом режимов, характерных для промышленных приводов с ЛАД (несимметричное включение обмоток индуктора, эстафетная передача вторичного элемента от одного индуктора к другому и т.д.). Кроме того, имеющиеся модели слабо ориентированы на синтез систем управления приводом, в частности, в рамках классических подходов к решению этой задачи.
В диссертационной работе рассматривается математическая модель ЛАД в пространстве состояний, построенная на основе электрических и магнитных схем замещения с сосредоточенными параметрами, позволяющая проводить анализ динамических свойств двигателя в переходных режимах
Атьу — Ата. + Ат <5ъ + Ату + Атх$._

Аткз . = 77?&л + Ат&г- + Атз. + 2772, ,
7 ЗА] У-*-
(2.10)
Аткг- = 7т77а + Ат&,у + 772-/ + Апъг) Л
На основании полученных уравнений строится структурная схема _ртого зубцового деления магнитной цепи ЛИМ (Рис. 2.9.).
Как видим, структурная схема получилась достаточно громоздкой. Причиной этому является учет магнитных сопротивлений межзубцовых зон индуктора и вторичного элемента, что привело к существенному усложнению расчетной модели ценой утери целостной и наглядной физической картины. Вместе с тем, опыт расчетов динамических процессов в ЛИМ на основе предложенной модели показал целесообразность учета магнитного сопротивления межзубцовой зоны только для машин с низкой добротностью и при значениях отношения воздушного зазора к ширине паза больше единицы.
Т.е. применение магнитной схемы замещения, изображенной на Рис.2.8, целесообразно при выполнении условия:
(2.11)
где £э - эквивалентный воздушный зазор; , - ширина паза.